Naprogramovanou smrt neuronů lze oblafnout  
Vědci dokáží u žijících ptáků zabránit sezónní programované smrti mozkových buněk.

 

O strnadcích s bílou korunkou na hlavě jsme na Oslovi již psali. Bylo to v souvislosti s jejich migračními tahy mezi Aljaškou a jižní Floridou při kterých překonávají trasu 4000 km dlouhou, aniž by po dobu přesunu potřebovali spát. Pokud cíl, jakým je třeba migrace, se stane pro organismus významným, potřeba spánku se odsouvá a stává se druhořadou záležitostí. Proč to výzkumníky tak zajímá? Inu proto, že u lidí jde nespavost a období enormní tvůrčí aktivity ruku v ruce s genialitou. Bohužel si ale spánkový deficit také vybírá svojí daň. V tom lepším případě blbou náladou, v horším depresemi a častými sebevraždami. Stačí vzpomenout maniakální deprese fyziků Isaaca Newtona, Ludwiga Boltzmanna, chemika Wallace Carotherse, malíře van Gogha, skladatele Roberta Schumana. Nakonec i náš Karel Svoboda si s depresemi užil své. Pokud mozku nedopřejeme, aby si denně prošel svou fází koulení očima (REM), máme zaděláno na problém. Migrující opeřenci ale mají v mozku nějaké látky, které jim dovolí po určitou dobu stavy bez spánku zvládat. A dokonce tak, že to na nich nezanechá neblahé následky. Vědci si od objasnění tohoto fenoménu slibují možnost zjistit, jak vyzrát nad některými lidskými psychickými poruchami, neboť mezi lidskou nespavostí s abnormální aktivitou, genialitou a šíleností je mnohdy jen velmi malý rozdíl.

 

Nyní se vědci věnovali ptačímu mozku strnadců také. Zaměřili se ale zcela jiné údobí jejich života. Pominuli dobu jejich rajzování po světě s mozkem přepnutým na spánkový deficit a zaměřili se na dobu pohody a čas lásky.  
Neurony v mozcích  pěvců jsou opatřeny samo destrukčním zařízením, které udeří na konci rozmnožovacího období a část buněk mozku jim zničí.
V podstatě jde o navázání na starší poznatky Christophera Thompsona a Eliota Brenowitze z University of Washington, které ukázaly, že neurony v mozkové oblasti zvané  HVC začnou upadat v průběhu dvanácti hodin po odeznění účinku steroidního hormonu testosteronu.  HVC oblast je oblast mozku, která má na starosti ptačí zpěv. A laicky řečeno - když je po sex sezóně, tak se příroda s mozkovými buňkami nepáře a jak jim evoluční dizajnér naprogramoval, tak buňky samy sebe řízeně přivedou cugrunt. V jejich sebevraždě zvané apoptóza asistuje enzym zvaný kaspáza. Když tento enzym vyřadili vědci ze hry, mozkové buňky ptákům nedegerovaly. Poprvé se tak vědcům podařilo ukázat, že inhibice enzymu zahrnutého do programové buněčné smrti může chránit mozkovou oblast u živého zvířete před neurodegenerací. Snad nejkrásnější na tom všem je, že infúze inhibitoru do jedné části mozku ochrání před degenerací taky část mozku, která je kus vedle.


 

Zvětšit obrázek
Strnadec bělokorunkatý (Zonotrichia leucophrys). Neurony některých jeho mozkových oblastí mají předem naprogramovánu smrt. Vědci dokáží sebevraždu těmto mozkovým buňkám rozmluvit. (Kredit: Tsu-Wei Wang)

Základní mechanismy buněčné smrti jsou stejné jak u ptáků, tak u člověka. Z toho také vyplývá význam toho všeho. Může totiž jít doslova o výhru pro ty, jež mají zaděláno na mrtvici. Taková stabilizace pacientů s mozkovou příhodou pouhou injekcí inhibitoru kaspázy by mohla být právě tím, co rozhodne o pacientově životě. Když nás klepne mrtvička tak buďto se nám ucpala nějaká cévka v mozku, nebo nám tam praskla. Obojí má za následek, že nám část mozku odumře. A co nám k tomu nyní říká pokus na strnadcích? Že různé oblasti mozku spolu komunikují také nervovými okruhy. A že ovlivnění inhibitorem kaspázy v jedné mozkové oblasti působí i v oblasti sousední. A právě to je na tom to geniální. V případě oné zmíněné mrtvičky nemáme šanci dostat lék do mozku do míst, kam neproudí krev. V případě inhibitoru kaspázy stačí, když se látka dostane tam, kam je přísun krve nenarušen. Pak totiž následuje to, že se začnou nervové buňky domlouvat samy mezi sebou. K efektu stabilizace (oddálení spuštění buněčné smrti) dochází i u buněk ke kterým krev tyto látky nedonesla.
No řekněte, co lepšího by si doktor první pomoci mohl přát, než mít k v záloze po ruce přípravek, který v případě mrtvice dokáže oddálit nevratné změny na mozku a poskytne postiženému čas na chirurgické, či jiné řešení problému. Vůbec přitom nemusí jít jen o mrtvice způsobené kornatěním tepen a o záležitost seniorů. Je hodně mladých pacientů, kteří odcházejí ze světa následkem úderu do hlavy po rvačce či autonehodě. Stejně smrtelným může být i banální úpal s otokem mozku. Zatímco otok na jiných místech těla je brnkačka, v případě hlavy je mozek jako v konzervě a dochází v něm k tlakům, jež zamezí průtoku krve i v jinak zdravých částech mozku. Výsledný efekt je pak stejný, jako již u popsané mrtvice s prasklou tepnou.  Inhibitory kaspáz by tak mohly být řešením i v případech na něž jsou i diuretika krátká.   


Jak pokus probíhal

Eliot Brenowitz je profesorem psychologie a biologie na University of Washington.

Vědci z University of Washington dostali federální povolení k odchytu 15 ptáků. Museli však kvůli ochranářům čekat až na dobu, kdy skončí rozmnožování. K odchytu se dostali až když se ptáci houfovali k migraci z Aljašky do Kalifornie. Aby ptáky dostali do žádoucího stadia - doby rozmnožování, zavřeli je nejprve na 12 týdnů do klecí s řízeným denním režimem a naordinovali jim krátký den. Tím ptákům utlumili všechny jejich touhy. Včetně hlasových výlevů, které u ptáků s rozmnožováním úzce souvisí. Po tomto zklidnění převedli ptáky na „dlouhý den“.  Nutno předeslat, že ještě předtím ze samců strnadců udělali kastráty. Ztrátu jejich „mužství“ jim ale kompenzovali uměle dodaným testosteronem. Léčba šokem spočívající v zavedení šestnáctihodinového denního svitu i u těchto kastrátů (s testosteronovým implantátem) navodila po 28 dnech zpěvné i jiné choutky. Zpěv je u ptáků důkazem toho, že u nich došlo plnému rozvoji příslušné části mozku. Křik z plných ptačích plic má pod palcem již výše zmíněná část mozku, označovaná jako HVC.  Roztouženým strnadcům pak sebrali jejich testosteronovou kapsli a do mozku jim poblíž oblasti HVC vstříkli inhibitor kaspázy. Poté ptáky uvedli do režimu krátkého dne. Kontrolní skupina dostala místo inhibitoru jen infuzi neúčinné látky. Pak ptáky usmrtili a prozkoumali jim mozky. Ukázalo se, že podání inhibitorů kaspázy působilo na mozek jako spása.  I když nebyl inhibitor aplikován přímo do místa HVC, zabránilo to odumření tamních neuronů. Mozkové buňky neošetřené inhibitorem dopadly špatně. Zdegenrovaly přesně tak, jak jim to apoptózou příroda přikazovala.

 

Ještě jeden poznatek z pokusu vzešel
Týká se funkce hormonů během období rozmnožování. Normální funkcí pohlavních hormonů je stimulovat a udržovat růst nervových systémů majících co do činění se zpěvem a rozmnožováním. Zatím není zcela jasno v tom, jakými cestami a které z hormonů se na tom podílejí, ale jak pokus ukázal, hormony také blokují kaspázy a některé neurony dočasně chrání. Působí tedy jako jakési inhibitory kaspáz.
 

Proč to všechno vědce tak zajímá? Tentokrát je to proto, že si od poznatků inhibice kaspáz slibují ještě více, než pouhou léčbu depresí. Je tu šance využít inhibitory kaspáz pro ošetření pacientů s mrtvicí a možná i k získání preparátů oddalujících degenerativní procesy spojené s takovými metlami, jakými jsou Alzheimerova, nebo Parkinsonsonova choroba a pochopitelně i všech dalších demencí v nichž je na vině odumírání mozkových buněk. 

 

Závěr

To co se Brenowitzovu týmu již podařilo není nic menšího, než že dobu života, kterou měly ptačí neurony vyměřenu přirozenými destrukční mechanismy, prodloužili.  Je tu velká šance, že si brzo díky inhibitorům kaspáz budeme i my prozpěvovat déle.



Pramen:  University of Washington

Datum: 17.07.2008 06:31
Tisk článku

Mozek - Bokůvka Petr
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 239 Kč
cena: 224 Kč
Mozek
Bokůvka Petr

Diskuze:

?

Jan Kolář,2008-07-17 11:46:59

Dost věcem v článku rozumím, ale "evoluční dizajnér"? Tak to teda fakt nevím... Nešlo to nějak nahradit?

Odpovědět


NAOPAK!

Alex Foldyn,2008-07-17 13:45:05

Já to vidím jako bezvadné vstřícné gesto všem, kteří tady jako třeba pan Karel Vostal, nedávno horovali o pokus o smír mezi oběma tábory.

Odpovědět


"evoluční dizajnér"

Karel Malý,2008-07-18 07:59:04

Mi připadá jako mimořádně povedený vtip autora. Pravdou je, že takový vtip asi nepochopí předkladači takzvaných alternativních pohledů na evoluci.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace